机械制造课程设计报告拨叉

一、零件分析

（一）拨叉的作用

拨叉是车床变速箱换挡机构中的一个主要零件(位置如图1所示),主要起换挡作用。通过拨叉的拨动使车床滑移齿轮与不同的齿轮啮合从而达到要求的主轴转速。如果拨叉槽口的配合尺寸精度不高时，滑移齿轮就达不到要求的定位精度，这样滑移齿轮就不能很好的与其他齿轮进行正确有效的啮合，从而影响整个传动系统的工作。所以拨叉宽度为30mm 的上端面和宽度为18H11槽的侧面以及花键的精度要求较高。

图1 卧式车床主轴展开图

（二）拨叉的工艺分析

该拨叉尺寸比较小，结构形状较复杂，属于典型的叉杆类零件。为实现换挡、变速的

功能，其叉轴孔与叉轴有配合要求，因此加工精度要求较高。叉脚两端面在工作过程中受轻微冲击载荷，为保证拨叉换挡时叉脚受力均匀，要求底槽侧面与花键孔中心轴有垂直度公差要求为0.08mm。拨叉的顶面要与换挡手柄等零件相配合，因此为使工作时拨叉承受水平方向上的力要求上端面与叉轴孔轴线有平行度要求为0.10mm。故该零件的主要加工表面为叉轴孔、叉脚底槽侧面和拨叉上端面，由于这些主要加工表面的精度相对较低，因此采用较经济的方法保质保量的加工即可。

二、工艺规程设计

（一）确定毛坯的制造形式

根据零件材料HT200确定毛坯为铸件，零件生产类型为中批生产。故从提高生产效率，保证经济性的角度讲，应该采用铸造成型中的金属模铸造的方法制造毛坯。又因为零件形状相对简单，故毛坯形状需与零件的形状尽量接近，孔很小，可不铸出。

（二）基准的选择

基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基准选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程中会出现很多问题，使生产无常进行。通常先选精基准后选粗基准。

1.精基准的选择

精基准的选择有利于保证加工精度，并使工件装夹方便。在选择时，主要应该考虑基准重合、基准统一等问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。在本零件中花键孔的中心线为叉脚部分沟槽和顶面的设计基准，故以花键孔的中心线为精基准，实现了设计基准与工艺基准相重合，保证了被加工表面的垂直度和平行度要求。同时由于零件在轴向上的刚度较大，因此选用零件的左端面作为精基准，夹紧力作用在右端面上，

可避免在机械加工工程中发生变形，加紧稳定可靠。

2.粗基准的选择

对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。所以选择右端面，40×80的顶面和75×80的右侧面及外圆中心线为粗基准，可以为后续工序准备好精基准。（三）制订工艺路线

1. 表面加工方法确定

根据零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，查相关表格，确定零件各表面的加工方法，如表1所示。

表1 各表面加工方案

2. 工艺路线拟定

尊循“先粗后精”原则，先安排粗加工后安排精加工。尊循“先基准后其他”原则，首先加工精基准—左侧面和花键轴孔；尊循“先主后次”原则，先加工主要表面—左侧面和花键轴孔，后加工次要表面—顶面和操纵槽侧面及底面；由此安排工艺路线如表2。

表2 机械加工工艺路线

（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定

零件的材料为HT200，净重量约为0.93千克，生产类型为中批量生产，可以采用金属模铸造的方法进行毛坯的制造。

根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各个加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：

1.面的加工余量及工序尺寸

考虑到零件的很多表面没有粗糙度要求，不需要加工。从铸造出来即可符合使用要求，因此，只需确定后端面的尺寸即可。选取铸件的尺寸公差等级为CT8，查表得出其公差值为1.6mm。

又根据零件的铸造方法（金属模铸造）、公差等级（CT1～CT16）和零件的材料（灰口铸铁），查表确定零件的加工余量等级，即MA 值。经查，确定加工余量等级为F 级。 最后根据CT 、MA 和工件基本尺寸查表确定机械加工余量，该拨叉的基本尺寸≤100mm ，公差等级为CT8，加工余量等级为F ，故查表所得的机械加工余量为2.0mm 。 机械加工余量分为单侧和双侧，单侧加工余量与加工要求的关系如图所示。 毛坯的最大极限尺寸

lmax=零件基本尺寸+MA+CT/2=mm 8.8226.1280=++；

毛坯的最小极限尺寸

lmin=零件的基本尺寸+MA-CT/2=mm 2.8126.1280=-+。

即毛坯尺寸为82±0.8mm 。

2. 花键底孔的加工余量及工序尺寸

根据《机械制造技术基础课程设计》表2.53得出：在实体材料上加工孔，一次性钻孔，孔的公差等级可以达到H13～12级，符合Φ22H12的要求，但为提高其表面精度需进行扩孔。再根据《金属机械加工工艺设计手册》表4-22查出拉键槽加工余量为f=0.4mm ，即预制孔加工到Φ21.2mm ，一次性拉削到设计要求Φ25H7。查表2.56可知扩孔的加工余量为 1.5～2.0mm ，由于本工序的待加工表面的金属厚度较小，故取扩孔的加工余量为0.6mm 。

3.底槽18H11的加工余量及工序尺寸

该槽铸造时没有铸出，参照《机械加工工艺师手册》表21-5，得粗铣其槽边机加工余量（双边余量）Z=3.0mm ，半精加工的余量（双边余量）Z=1mm 。由于该工序加工时选用的刀具为Φ16的立式铣刀，粗加工时要铣去大部分的余量，因此取半精加工的双边余量为

Z=2.0mm 。又由刀具选择可得其极限偏差为：粗铣为+0.21

0mm ，半精铣为+0.13

mm 。

粗铣两边工序尺寸为：mm 0.160.218=-； 粗铣后毛坯最大尺寸为：mm 21.1621.016=+；

粗铣后毛坯最小尺寸为： 16+0=16mm ；即粗加后的工件尺寸为16+0.21 0mm 。 半精铣两边工序尺寸为： 18+0.31 0

mm 能够满足加工要求。 4．螺纹的加工

查《机械制造工艺设计简明手册》表2.3-20，得M8螺纹攻螺纹前所用麻花钻的直径为6.7mm 。

现将各工序加工余量及工序尺寸整理成表，如表3所示。

表3 各工序加工余量与工序尺寸